Конструкция и принцип действия системы с насос-форсунками

Конструкция и составные части

Устройство состоит из частей, собранных в виде функционально законченного узла, взаимодействующего с другим оборудованием системы впрыска. Устройство содержит:

  • игольчатый клапан форсунки с пружиной в нижней части корпуса;
  • электромагнитный или пьезоэлектрический регулирующий клапан;
  • поршневой с пружинным возвратом;
  • корпус, в котором выполнены магистрали высокого и низкого давления с радиальными отверстиями, через которые протекает и выгружается топливо;
  • стопорные кольца, которые уплотняют корпус в гнезде головки блока.

блок инжектора

Топливо подается в форсунку насосом с относительно низким давлением, а избыток удаляется, все это происходит по каналам, выполненным в материале головки. Различные секции отделены друг от друга уплотнительными кольцами. Сверху на поршень воздействует кулачок распределительного вала с устройством регулировки воздушного зазора. Сбоку находится электрический разъем для питания регулирующего клапана.

С насосом распределенного типа

ТНВД с распределенным впрыском топлива стал следующим этапом развития топливных систем для дизельных агрегатов.

Изначально такая система также была механической и отличалась от описанной выше только конструкцией насоса. Но со временем к его устройству добавилась электронная система управления, улучшившая процесс регулировки впрыска, что положительно сказалось на показателях КПД двигателя. Какое-то время такая система адаптируется к экологическим стандартам.

Особенность этого типа нагнетания сводится к тому, что конструкторы отказались от использования многосекционной конструкции насоса. В ТНВД стала использоваться только одна пара плунжеров, обслуживающая все имеющиеся форсунки, количество которых варьируется от 2 до 6. Для обеспечения подачи топлива на все форсунки плунжер совершает не только движения поступательного движения, но и также ротационные, обеспечивающие раздачу дизельного топлива.

ТНВД с распределенным насосом

Позже к этой системе добавился насос нового типа — роторный, в котором установлено несколько поршней, но распределенный поток сохраняется. Это позволило увеличить давление, создаваемое насосом.

К положительным качествам таких систем можно отнести:

  • Уменьшенные габариты и вес насоса;
  • Лучшие показатели по топливной экономичности;
  • Использование электронного управления улучшило производительность системы.

К недостаткам системы с распределенным насосом можно отнести:

  • Небольшой ресурс поршневой пары;
  • Компоненты смазываются топливом;
  • Универсальность помпы (помимо создания давления также контролируется подача и момент впрыска);
  • При выходе из строя помпы система перестает работать;
  • Чувствительность в воздухе;
  • Зависимость давления от оборотов двигателя.

Этот тип впрыска широко используется в легковых автомобилях и небольших коммерческих автомобилях.

Основная функция топливной системы, описание её работы

Топливная система дизельного двигателя предназначена для подачи в цилиндры точно отмеренного объема дизельного топлива в определенное время и под определенным давлением. Поэтому из-за необходимости обеспечения постоянного высокого давления, а также из-за высоких требований к точности работы топливная система дизельного двигателя будет более сложной по конструкции, чем у бензинового двигателя, и будет довольно дорого.

Теперь попробуем представить себе бесперебойную работу энергосистемы в постепенном режиме, а для этого разберем отдельные ее составляющие по порядку. Следовательно, топливный бак используется для размещения дизельного топлива и обеспечения его бесперебойной подачи в систему. Эту функцию выполняют конвейеры. Сначала топливоподкачивающий насос всасывает топливо из бака и подает его через фильтры в распределительную магистраль низкого давления. При этом в системе поддерживается стабильное давление в три атмосферы. Топливо дважды фильтруется, проходя через фильтры грубой и тонкой очистки.

Задача топливных фильтров — проверить чистоту топлива и исключить возможные примеси — от частиц грязи, воды, песчинок. Прошли те времена, когда дизели были очень скромными по качеству топлива. Современные дизельные двигатели требуют очень чистого дизельного топлива для поддержания достойной производительности. Чистота топлива теперь является одним из основных и непременных условий эффективной работы двигателя. Топливо подается только в том случае, если в системе нет воздуха.

После фильтрации дизельное топливо поступает в магистраль высокого давления. Эта часть топливной системы подает и впрыскивает необходимое количество топлива в цилиндры двигателя в определенное время. Топливный насос высокого давления в соответствии с порядком работы цилиндров подает дизельное топливо к форсункам по топливопроводам высокого давления.

Форсунки, расположенные в головках цилиндров, впрыскивают и распыляют топливо в камеры сгорания двигателя. Поскольку топливоподкачивающий насос постоянно подает в ТНВД топливо «с запасом», то есть немного больше необходимого, то его избыток и вместе с ним — воздух, попавший в систему, по одним специальным дренажным трубопроводам, перенаправляется обратно в резервуар.

Для обеспечения синхронного впрыска топлива подготавливается специальный топливный каркас, к которому подключаются форсунки. Они стоят во впускной трубе головой и разбрызгивают топливо сразу после его подачи.

ТНВД создает манометр, необходимый для впрыска, и топливо распределяется по всем цилиндрам двигателя. Количество впрыскиваемого топлива, а вместе с ним и режим заправки двигателя, изменяется нажатием педали акселератора. В современных дизельных двигателях простое нажатие на педаль акселератора не увеличивает объем подаваемого топлива, изменяется только программа, по которой работают регуляторы.

Да, нажимая на педаль, водитель или оператор автомобиля больше не увеличивает прямую подачу топлива, как это было с карбюраторными двигателями прошлых лет. Но меняются только рабочие программы регуляторов, которые, в свою очередь, изменяют объем единовременной подачи топлива, исходя из строго определенных зависимостей от скорости, давления наддува, положения рычага регулятора и т.д.

Подбор и покупка насос-форсунок

Для надежной работы системы впрыска топлива форсунка выбирается по номеру позиции, который можно определить по коду детали или по VIN-коду автомобиля. На каждый двигатель устанавливаются форсунки только определенной модели, поэтому выбор сводится только к марке производителя, которых не так уж и много. Ведущие мировые производители, продукция которых устанавливается на конвейер, — это Bosch, Denso, Siemens, Delphi.

Связанные термины

  • Заголовок
  • ЭБУ (электронный блок управления)

Принцип работы насос-форсунки

Формирование и распределение топливовоздушной смеси в системе насос-форсунка происходит в три этапа:

  1. Предварительный впрыск — выполняется для обеспечения плавного сгорания топливовоздушной смеси на основной стадии работы двигателя.
  2. Главный впрыск: осуществляет формирование топливовоздушной смеси в оптимальном соотношении для текущего режима.
  3. Дополнительный впрыск — предназначен для очистки системы от остатков сажи в фильтре (регенерация).

Как выглядит насадка насоса
Насос-форсунка и его положение в ГБЦ

Сам процесс работы насос-форсунок выглядит следующим образом:

Кулачковый механизм, расположенный на распределительном валу, воздействует на плунжер, переводя его в нижнее положение. Это обеспечивает прохождение топлива по каналам топливных форсунок. При закрытии клапана топливо перестает поступать в камеру и давление начинает повышаться до уровня 13 МПа. При достижении критического значения игла форсунки преодолевает давление пружины и начинает перемещаться в верхнее положение, обеспечивающее впрыск топлива.

В отличие от других систем, двигатели с насос-форсунками не имеют обычного топливного насоса высокого давления (ТНД). Каждая форсунка сама по себе представляет собой небольшой впрыскивающий насос.

Также работа инжектора зависит от типа впрыска. Во время предварительного впрыска топливо поступает во впускной коллектор, и давление падает. В некоторых случаях этот режим можно повторить. Во время основного впрыска топлива плунжер продолжает двигаться вниз, и клапан закрывается. Давление топлива повышается до 30 МПа, и только при достижении этого уровня игла начинает подниматься, впрыскивая и образуя топливовоздушную смесь.

Количество топлива регулируется по уровню давления, максимальное значение которого составляет 220 МПа. Основной впрыск завершается открытием клапана, в результате чего уровень сжатия падает, и игла распылителя опускается в исходное положение. Дальнейшее движение плунжера вниз вызывает дополнительный впрыск топлива (как правило, их два). В этом случае работа форсунки аналогична основной ступени.

Тандемный насос

В двигателях 1.9 TDI с насос-форсунками используется тандемный насос с вакуумной секцией и секцией заливки топлива. Внутренняя часть — это вакуум, а внешняя — топливо. Чаще всего этот насос требует замены ремкомплект прокладок для устранения протечек топлива.

Кроме того, многие случаи связаны с попаданием топлива в вакуумную секцию. Оттуда топливо поступает в систему смазки двигателя. В результате масло разбавляется соляркой, уровень «жидкости» в поддоне повышается. Также часто возникает обратная ситуация, когда масло смешивается с топливом. На это ясно указывает черный цвет топливного фильтра при его замене.

Эти проблемы смешивания топлива и масла устраняются уменьшением вдвое тандемного насоса и заменой его механического уплотнения. Этот сальник — не единственная причина повышения уровня масла в поддоне двигателя с форсунками.

Неисправный фитинг обнаружен на вакуумной секции, которая просто запломбирована. С годами прокатка ослабевает, фитинг начинает раскачиваться, и создаваемый вакуум исчезает или не достигает необходимого вакуума 0,6-0,8 бар. При работающем двигателе через штуцер слышно шипение. Конечно, есть неисправности во всех компонентах, которые зависят от вакуума. В том числе тормоза ослабевают.

В этом случае помпу нужно будет поменять. Или попробуйте сварить союз. Сварка аргоном будет дорогостоящей и не всегда успешной. В некоторых случаях можно обойтись «холодной сваркой».

Насосная секция представляет собой роторный насос с парой лопаток, которые прижимаются к ротору пружинами. Часто эти пружины схлопываются и выливаются в полость насоса. Попадая под движущиеся элементы, они наносят самые разные повреждения. Но сначала двигатель неуверенно запускается, потому что необходимое давление питания до 7 бар будет создаваться медленно. То есть после нескольких оборотов коленвала.

Ремонтировать сменную секцию непросто, пружины нужно подбирать, отдельно они не продаются.

ТНВД и форсунка в одном флаконе: надёжный симбиоз

Перейдем к настоящему. На данный момент под капотами автомобилей можно найти несколько вариантов этой системы впрыска:

  • механик;
  • электронный.

Начнем с первого сорта. Групповые форсунки расположены рядом с распредвалом и это не случайно.

Дело в том, что ТНВД, входящий в состав устройства, приводится в движение кулачками распредвала, которые с помощью рычага воздействуют на поршень ТНВД.

Работа насоса-форсунки

В свою очередь, он создает давление, перемещаясь вверх и вниз под действием кулачков и возвратной пружины.

И при определенном уровне давления дизеля игла распылителя форсунки поднимается и часть топлива впрыскивается в цилиндр под высоким давлением. Довольно простая система, не правда ли?

Но более совершенными и чаще применяемыми в современных автомобилях являются электронные форсунки.

Как и в механическом варианте, давление внутри этого сопла создается плунжером, соединенным с распределительным валом, а впрыск осуществляется иглой подвижного сопла.

Основной «особенностью» электронной схемы стал появившийся в ней регулирующий клапан, который может быть электромагнитным или пьезоэлектрическим.

Электронный инжектор клапана

Встроенный в каждый блок форсунок, он регулирует подачу дизельного топлива под чувствительным контролем блока управления двигателем, позволяя гибко регулировать впрыск в цилиндр в соответствии с нагрузкой на двигатель.

Как известно, наиболее эффективно топливо сжигается и расходуется при постепенном впрыске, поэтому инженеры разработали схему, в которой впрыск дизельного топлива разделен на три этапа: предварительный, основной и дополнительный.

Такой сценарий вряд ли был бы возможен без обратного клапана, что стало причиной забвения механических форсунок.

Ремонт дизельных насос-форсунок

При неисправности иглы форсунки система вовремя не закрывается и подача топлива не осуществляется в положенное время. Форсунка не справляется со своей задачей, двигатель работает резко, и приложенные нагрузки могут вывести его из строя. Чаще всего засоряется форсунка в форсунках, стираются резиновые уплотнители.

Внимание! При выборе ремкомплекта форсунок покупайте запчасти у производителя, уважая марку и модель. Использование прокладок, предназначенных для форсунок другой марки, приведет к неисправности форсунки.

Любой ремонт форсунок или их полная замена требует начинать с разборки старых форсунок.

Идеи Дизеля

Создатель этих двигателей Рудольф Дизель задумал создать агрегат, в котором бы совмещались форсунка и топливный насос.

фольксваген дизельный насос форсунки

Это позволило бы ему отойти от топливопроводов и трубопроводов высокого давления, тем самым увеличив давление впрыска. Но во времена Дизеля таких возможностей сегодня не было.

Рабочие стадии

Работа дизельной форсунки предполагает циклическое и последовательное повторение 4 рабочих фаз. В это число входят:

1. Закрытое положение форсунки. Начальный этап процесса. Он обеспечивает создание высокого давления одновременно со стороны плунжера и со стороны пружины, за счет чего сопло остается закрытым.

2. Запуск инъекции. Автоматика подает сигнал, в результате чего плунжер форсунки начинает двигаться вверх. В результате давление на игле уменьшается, оно также начинает расти, обеспечивая начало перетекания топлива в камеру сгорания.

3. Полностью открытое положение форсунки. В этот момент управляющий поршень максимально поднят до верхнего упора. Это означает аналогичное движение иглы и полное открытие сопла.

4. Конец инъекции. Завершающий этап рабочего процесса. Он заключается в опускании регулирующего плунжера и иглы форсунки, что приводит к блокированию доступа топлива в камеру сгорания.

Приведенная выше диаграмма с некоторыми корректировками достаточно точно описывает работу любого типа дизельной форсунки. Важно понимать, что количество таких рабочих циклов в течение определенного периода времени зависит от типа и мощности агрегата, типа самой форсунки и большого количества других факторов.

Вакуумная система

Двигатели 1.9 TDI имеют 2 электромагнитных клапана в вакуумной системе. Один из них, называемый N75, регулирует геометрию турбокомпрессора. Второй, N18, управляет клапаном рециркуляции ОГ. Из-за высыхания и утечки вакуумных трубок тяга двигателя теряется, потому что нарушается управление геометрией турбины. Кроме того, могут засориться сами клапаны, в результате чего они перестают удерживать вакуум или их внутренние мембраны могут разорваться. Но при достаточной ловкости рук эти клапаны можно открыть, их внутренние трубки можно промыть от загрязнений, заменить мембраны и восстановить их работоспособность.

Вы можете выбрать и приобрести электрический вакуумный клапан с пневматическим приводом (клапан N75, клапан N18) для двигателя Volkswagen 1.9 TDI или 2.0 TDI в нашем каталоге контрактных запчастей.

Турбокомпрессор

Практически во всех версиях двигателя 1,9 TDI используется турбонагнетатель KKK BV39A с изменяемой геометрией. Это хорошая турбина, которая во многих случаях страдает от внешних факторов. Проблемы со смазкой приводят к износу вала и подшипников скольжения, что приводит к люфту во всем роторе, часто с выходом масла из впускного или выпускного отверстия. В этом случае можно разрезать турбокомпрессор пополам и заменить его картридж. Или вы можете заменить турбину на исправную бывшую в употреблении.

В большинстве случаев этот турбокомпрессор требует внимания из-за проблем в работе его геометрии. Проблемы могут быть вызваны вакуумным клапаном N75 и вакуумными линиями. Также геометрия может просто заклинивать из-за скопившейся сажи.

Также встречаются редкие случаи разрыва диафрагмы в вакуумном приводе. В этом случае в характере двигателя может появиться «турбо-лаг», или геометрия вообще не изменится.

Различные концепции

В легковых автомобилях используются несколько типов систем Common Rail. Упрощенно их можно разделить на два типа (электромагнитные и пьезоэлектрические) и четырех производителей (Bosch, Continental, Delphi, Denso). Bosch, Delphi и Denso — известные производители автомобильной электроники. Системы впрыска Bosch разработали в начале прошлого века. Delphi приобрела технологию впрыска дизельного топлива у Lucas. У японца Denso есть опыт работы с Bosch и Magnetti Mareli. Continental приобрела Siemens и VDO, став главным конкурентом немецкой Bosch. Форсунки этой компании около года были отмечены эмблемой Continental, ранее они носили логотип Siemens.

Наиболее универсальным является лидер рынка Bosch, выпускающий оба типа форсунок — электромагнитные и пьезоэлектрические. В гораздо меньших масштабах оба типа форсунок производятся компаниями Delphi и Denso. Continental (Siemens) ограничивается исключительно пьезоэлектрическими технологиями.

Принцип действия механической форсунки

Дизельная форсунка установлена ​​непосредственно в головке блока цилиндров. На распредвале есть четыре специальных кулачка. Они используются для запуска инжектора. С помощью коромысел усилие передается на форсунки посредством поршней.

Кулачок привода имеет специальный профиль, который позволяет коромыслу резко подниматься, а затем медленно опускаться. Когда последний поднимается, поршень быстро прижимается. Это создает необходимое давление. Когда вы медленно опускаете штангу, поршень поднимается. Это позволяет топливу поступать в камеры высокого давления без пузырьков воздуха.

Сам процесс впрыска происходит, когда управляющее напряжение от ЭБУ подается на электромагнитный клапан.

История развития

Использование технологии прямого впрыска впервые началось в авиационной промышленности в третьем десятилетии прошлого века. Примерно через 20 лет эти системы начали использоваться в двигателях спортивных автомобилей. В 1954 году немецкая компания Mercedes-Benz наладила серийное производство автомобилей с механизированной системой непосредственного впрыска топлива. Его создал другой немецкий производитель электроники Bosch.

Примерно в то же время американские изобретатели тестировали прямую подачу топлива на некоторых Понтиаках и Шевроле. Разработан в Рочестере в 1957 году. Попытка дала неудовлетворительные результаты. Система оказалась нестабильной и очень сложной. Спустя десяток лет выяснилось, что создали систему, управляемую электроникой.

Подача топлива к форсункам осуществлялась с помощью электронасоса. Этот насос создавал стабильное давление через равные промежутки времени. 1973 год ознаменовался созданием системы непосредственной подачи топлива, в конструкцию которой входили электронасос и распределитель-регулятор. Так и получилось создать систему впрыска, управляемую «умной» электроникой.

В начале второй половины XIX века угроза экологической катастрофы нарастала. В то время двигатели были большими и мощными. Немного думал об экономии. Чтобы добиться большей маневренности двигателя, очень часто оборудование настраивали на очень богатые смеси.

Двигатели 19 века

Это привело к увеличению расхода топлива и выбросу в атмосферу очень вредных выхлопных газов. Со временем все больше ученых и разработчиков стали уделять внимание проблемам экологии и экономики. Одним из решений этих проблем стало изобретение инжектора и всей системы подачи топлива в камеры сгорания.

Спустя десятилетие инжектор начали активно устанавливать в топливных системах. В эти годы началась фаза дефицита топлива. В 80-е годы в связи с ухудшением экологической обстановки продолжился активный ввод и эксплуатация форсунок. Добровольцы и государственные программы были вовлечены в проблему сохранения Матери-природы.

Технология, проверенная временем

Идея насос-форсунки состоит в том, чтобы физически объединить насос высокого давления (ТНВД) и инжектор в один блок, впрыскивая топливо непосредственно в цилиндр двигателя.

В отличие от Common Rail, где ТНВД является одним для всего двигателя, в нашей текущей версии фактически столько насосов, сколько самих инжекторов.

О том, какие преимущества имеет такая схема и есть ли вообще, мы поговорим позже, а пока мы на несколько минут погрузимся в историю.

Считается, что массовое внедрение насос-форсунок впрыска началось в конце 90-х годов прошлого века, и по этому пути пошли инженеры компании Volkswagen.

Действительно, но, тем не менее, если рассматривать только сегмент легковых автомобилей. Другое дело оснащение грузовика. Оказывается, в 1930-х годах в США была разработана технология, аналогичная современным насосным форсункам.

Этим интересовались и в СССР, причем настолько сильно, что закупали у американцев оборудование для производства двигателей с такой системой и производили их на заводе ЯАЗ, периодически обновляя их, вплоть до 1992 года.

Недостатки

Но есть и недостатки. Самый серьезный недостаток — высокие требования к качеству топлива. Достаточно малейшего засора, чтобы система перестала работать. Второй минус — цена.

принцип работы насоса-форсунки дизельного двигателя

отремонтировать эту точную сборку вне завода практически невозможно. Еще один недостаток заключается в том, что при воздействии высокого давления эти сучки часто ломают посадочные места в блоке двигателя.

Пьезоэлектрическая форсунка

На сегодняшний день этот тип инжектора считается самым эффективным механизмом впрыска топлива. В его конструкцию входят: толкатель, клапан, пьезоэлемент и игла. Устройство работает на основе гидравлического давления. Первоначально высокое давление плотно прижимает иглу к седлу. При подаче электричества пьезоэлемент растягивается, воздействуя на поршень.

Открывается клапан, который направляет топливо к выхлопу. Давление, действующее на иглу, уменьшается, а разница давлений на двух противоположных концах иглы увеличивает ее, открывая отверстие и впрыскивая топливо.

Форсунки привода

Преимущества дизельных форсунок:

  • Обеспечение точной дозы топлива способствует экономии топлива;
  • Количество вредных выбросов в атмосферу намного меньше благодаря лучшему сгоранию;
  • Увеличилась мощность двигателя;
  • Нечувствителен к плохой погоде при запуске двигателя.

Недостатки дизельных форсунок:

  • Довольно сложная и хрупкая конструкция самих форсунок;
  • Использование только качественного топлива;
  • Внеэкономический ремонт.

Фазы впрыска

Разберем подробнее принцип работы насос-форсунки дизельного двигателя. Когда плунжер перемещается вниз под действием коромысла, горючая смесь течет по каналам к форсункам. Когда клапан закрывается, подача дизельного топлива прекращается. Давление начинает расти. Когда оно достигает 13 МПа, распылительная игла преодолевает силу пружины. Затем начнется фаза предварительного впрыска.

устройство и работа насос-форсунки дизельного двигателя

Как только клапан начинает открываться, предварительная фаза заканчивается, и топливная смесь подается по подающей магистрали. Давление начинает падать. В зависимости от режима работы двигателя может выполняться один или два предварительных этапа.

Когда плунжер опускается, начинается основной ход впрыска. Клапан снова закрывается, давление топлива снова поднимается. При достижении уровня 30 МПа игла распылителя преодолевает силу давления и поднимается вверх, тем самым запуская процесс впрыска. Чем выше давление, тем сильнее сжатие топлива. Количество дизельного топлива и воздуха, которое может попасть в цилиндр, увеличивается.

Максимальная мощность (а выполняется при работе двигателя в режиме пиковой мощности) выполняется при давлении 220 МПа. Открытие клапана завершает фазу основного впрыска. Давление падает, и игла закрывается.

Следующий этап впрыска выполняется при дальнейшем опускании плунжера. Принцип работы устройства на этом этапе такой же, как и для основного впрыска. Чаще всего алгоритм выполняется в два этапа.

Если рассматривать устройство помпы-форсунки дизельного двигателя TDI, то он может быть оборудован датчиком, отслеживающим подъем иглы. Положение иглы требуется ЭБУ, где топливные насосы также управляются электроникой.

Преимущества

В то время как Common Rail использует аккумуляторный впрыск, насос-форсунка подает топливную смесь под более высоким давлением из-за отсутствия длинных магистралей.

насос-форсунка устройство дизельного двигателя

Часто они могут сломаться во время эксплуатации автомобиля. Это слабое звено классических топливных систем. Блок форсунки позволяет подавать больше топлива в камеру сгорания. Это сделает опрыскивание более эффективным. Двигатели, оснащенные такими агрегатами, более мощные.

Кроме того, двигатели с таким впрыском работают менее шумно, чем их аналоги. Но с «Common Rail» или ТНВД насос-форсунка будет еще компактнее.

Порядок работы устройства

Рабочий цикл начинается с заполнения топливом отсека под поршень. Возвратная пружина перемещает поршень вверх, нижняя полость заполняется топливом от внешнего насоса через канал головки и боковую перфорацию корпуса форсунки. Клапан не запитан, давление уравновешено.

Рабочий ход начинается, когда кулачок начинает давить через коромысло на плунжер, сжимая пружину и опуская ее вниз. Но пока клапан открыт, ничего не происходит, зоны низкого и высокого давления сообщаются, топливо просто выталкивается в выхлоп. Там с помощью обычного редукционного клапана постоянно поддерживается небольшое давление, выравнивающее работу оборудования и уменьшающее пульсации.

Впрыск начнется, когда напряжение питания от электронного блока управления будет подано на обмотку или кристалл регулирующего клапана. Этот момент выбран для синхронизации начала впрыска и дозирования количества топлива за цикл. Чем позже он закроется, тем меньше топлива попадет в цилиндр. Иногда даже наддув вообще не дается, например, на некоторых двигателях таким образом достигается экономия топлива в режимах низкой нагрузки. Блок управления может отслеживать точный момент, когда клапан начинает закрываться, изменяя его потребление тока.

расположение насос-форсунки

Первая ступень впрыска представляет собой небольшой предварительный впрыск топлива. Для этого в системе привода иглы главного клапана используется выхлопной поршень. При активации давление передается в выхлопную камеру, и игла закрывается, успев подать небольшое фиксированное количество топлива.

Плунжер продолжает двигаться вниз, клапан закрывается и давление увеличивается. Открытие иглы происходит при достижении в полости очень высокого давления порядка 2000 атмосфер. Топливо впрыскивается и распыляется с высокой эффективностью. Второй шаг дозирования — установить время, в течение которого контроллер откроет регулирующий клапан. Затем давление выравнивается, игла закрывается и подача прекращается.

Иногда используется дополнительный впрыск, например, для регенерации сажевого фильтра. Происходит аналогично основному, но при меньшем давлении, что не важно.

Какие могут быть неисправности

Загрязнен насос форсунки распылителя

Если диагностика выявит, что проблемы с двигателем возникают из-за сбоев в работе насос-форсунок, могут не работать следующие узлы:

  • клапанный узел (самая частая проблема);
  • спрей (примерно каждый третий случай);
  • электромагнитные компоненты, плунжер, пружины или корпус (очень редко выходят из строя).

определить, что именно сломалось в самой насос-форсунке, невозможно — только специалисты специализированных дизельных сервисных центров могут провести полную диагностику.

Непосредственный..

Goliath GP700 был первым серийным автомобилем, оснащенным системой впрыска топлива.

ВПРЫСК (иногда также называемый прямым) отличается от предыдущих типов топливных систем тем, что в этом случае форсунки подают топливо непосредственно в цилиндры (минуя впускной коллектор), как в дизельном двигателе.

В принципе, такая схема энергосистемы не нова. В первой половине прошлого века его использовали на авиадвигателях (например, на советском истребителе Ла-7). На легковых автомобилях непосредственный впрыск появился немного позже — в 50-х годах 20 века сначала на автомобиле «Голиаф GP700», а затем и на знаменитом «Мерседес-Бенц 300SL». Однако через некоторое время автопроизводители практически отказались от использования непосредственного впрыска, он остался только на гоночных машинах.

Дело в том, что головка блока цилиндров двигателя с непосредственным впрыском была очень сложной и дорогой в производстве. К тому же конструкторам долгое время не удавалось добиться стабильной работы системы. Ведь для эффективного смесеобразования при непосредственном впрыске топливо необходимо хорошо распылять. То есть подавалось в цилиндры под высоким давлением. А для этого требовались специальные насосы, которые могли бы его питать, в результате двигатели с такой системой питания поначалу оказывались дорогими и неэкономичными.

Однако с развитием технологий все эти проблемы были решены, и многие производители автомобилей вернулись к давно забытой модели. Первой была компания Mitsubishi, которая в 1996 году установила двигатель с непосредственным впрыском топлива (торговая марка — GDI) на модель Galant, поэтому другие компании начали использовать аналогичные решения. В частности, «Фольксваген» и «Ауди» (система FSI), «Пежо-Ситроен» (HPA), «Альфа Ромео» (JTS) и другие.

Почему такая топливная система вдруг заинтересовала крупных автопроизводителей? Все очень просто — двигатели с непосредственным впрыском способны работать на очень бедной рабочей смеси (при небольшом количестве топлива и большом количестве воздуха), поэтому отличаются хорошей экономичностью. Кроме того, подача бензина непосредственно в цилиндры увеличивает степень сжатия двигателя, а, следовательно, и его мощность.

Топливная система с непосредственным впрыском может работать в разных режимах. Например, когда автомобиль плавно движется со скоростью 90–120 км / ч, электроника заправляет в цилиндры очень мало топлива. В принципе, такую ​​ультра-обедненную рабочую смесь очень трудно воспламенить. Поэтому в двигателях с непосредственным впрыском используются поршни со специальной насечкой. Он направляет большую часть топлива ближе к свече зажигания, где условия являются наилучшими для воспламенения смеси.

При движении с высокой скоростью или с ускорением в цилиндры закачивается значительно больше топлива. В результате из-за сильного нагрева деталей двигателя увеличивается риск получения ударов. Чтобы этого избежать, форсунка впрыскивает топливо в цилиндр с помощью большой горелки, которая заполняет весь объем камеры сгорания и охлаждает ее.

Если водитель запрашивает сильное ускорение, форсунка активируется дважды. Сначала в начале такта впуска распыляется небольшое количество топлива для охлаждения цилиндра, затем в конце такта сжатия впрыскивается основной заряд бензина.

Но, несмотря на все свои преимущества, двигатели с непосредственным впрыском пока еще недостаточно распространены. Причина — дороговизна и точность качества топлива. Кроме того, двигатель с такой топливной системой работает громче, чем обычно, и сильнее вибрирует, поэтому конструкторам необходимо дополнительно усилить определенные части двигателя и улучшить звукоизоляцию моторного отсека.

Внутреннее сгорание (ДВС) основано на сжигании небольшого количества топлива в ограниченном объеме. В этом случае высвобождаемая энергия преобразуется движением поршней в механическую энергию. Отмеренное количество топлива обеспечивает карбюратор или специальное устройство — инжектор. Двигатели с такими устройствами называются инжекторными. Принцип работы инжекторного двигателя прост: подать нужное количество топлива в нужное время и в нужном месте.

Горючая смесь

Хорошая смесь — ключ к полному и эффективному расходу топлива. Если есть отклонения в количестве топлива, давлении и сроках подачи, в выхлопных газах увеличится содержание вредных элементов, шум двигателя и чрезмерный расход топлива. Перед впрыском топлива небольшое количество топлива предварительно заправляется под низким давлением.

Это превентивное сгорание увеличивает температуру и давление в цилиндре. Высокое давление способствует тонкому распылению топлива и получению хорошей топливной смеси. При работе дизельной форсунки также может быть дополнительный впрыск топлива для регенерации сажевого фильтра.

Для форсунок дизельных двигателей одним из наиболее значимых показателей в процессе работы двигателя является время торможения самовоспламенения смеси.

Это время от впрыска до зажигания. Если за это время подать большую дозу топлива, происходит резкое повышение давления и усиливается шум сгорания.

Наличие задержки между впрысками влияет на плавность повышения давления в цилиндрах. По окончании инъекции требуется резкое падение давления и возврат иглы распылителя. Поэтому плохо распыленное топливо под низким давлением в камеру не попадает. В этом случае наблюдается неполное сгорание смеси и повышается токсичность выхлопных газов.

Работа насоса-форсунки

Признаки неисправных насос-форсунок

На неисправности системы впрыска указывают следующие факторы:

  • двигатель вообще не запускается или заводится с трудом;
  • резкое увеличение расхода топлива;
  • двигатель работает грубо;
  • мощность двигателя снижается на любой скорости;
  • сильный выхлопной дым.
Источники

  • https://topvariator.ru/dvigatel/toplivnaja-sistema/nasos-forsunki
  • https://asx-club.su/engine/sistema-podaci-topliva-v-dizelnyh-dvigatelah-raznovidnosti-i-otlicia.html
  • https://avto-layn.ru/remont-i-servis/nasos-forsunka.html
  • https://TechAutoPort.ru/dvigatel/toplivnaya-sistema/nasos-forsunki.html
  • https://alfa-motors38.ru/ustrojstvo-i-uhod/ustrojstvo-nasos-forsunki.html
  • https://auto-ru.ru/sistema-vpryska-nasos-forsunka.html
  • http://dieselfors.ru/nasos-forsunka-ustrojstvo-princip-raboty-i-remont/
  • https://SpecTorg.su/dvigateli/nasos-forsunka-princip-raboty.html
  • https://tuning-mg.ru/ustrojstvo/nasos-forsunki.html
  • https://avtodvigateli.com/detali/nasos-forsunki-dizelya.html

Оцените статью
Блог о грузовых автомобилях